从某含砷难选镍矿石中回收镍试验研究

彭祥玉，王宇斌，张小波，李 帅

(西安建筑科技大学 材料与矿资学院，陕西 西安 710055)

从某含砷难选镍矿石中回收镍试验研究

彭祥玉，王宇斌，张小波，李 帅

(西安建筑科技大学 材料与矿资学院，陕西 西安 710055)

研究了采用浮选—浸出工艺从某难选镍矿石中回收镍。试验结果表明：通过浮选，可获得品位为6.55%、回收率为69.92%的镍精矿；对于浮选尾矿，用质量浓度为120 g/L的硫酸溶液，在液固体积质量比5∶1、常温条件下浸出60 min，镍浸出率为92.57%；镍综合回收率为97.77%，回收效果较好。

难选镍矿石；浮选；浸出；镍

世界上己知的镍矿床分为铜镍硫化矿、红土镍矿、风化壳硅酸镍矿床3种类型，其中红土镍矿床和硅酸镍矿床占世界镍总资源量的3/4，目前，从硫化矿中提取的镍约占镍总产量的2/3[1-2]。近年来，镍的富矿资源日渐减少，因此对低品位镍矿资源进行高效开发更为重要[3]。镍矿中，含镍矿物有辉砷镍矿、针镍矿、紫硫镍矿、硫镍钴矿等，种类较多，可浮性相差较大。为充分利用低品位镍矿资源，研究了先通过选矿选出部分镍精矿[4-5]，然后再用硫酸对浮选尾矿中的镍进一步浸出。

1 试验原料

试验所用矿石化学多元素分析结果见表1，镍的物相组成分析结果见表2。

由表1看出：矿石样品中主要含Ni、CaO、SiO2、Fe、MgO等，其中Ni质量分数为1.94%，SiO2质量分数为29.60%，As质量分数为2.79%，S质量分数为1.40%；砷含量较高，可能会对镍分选不利。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

表2 原矿镍物相分析结果

由表2看出,原矿中的镍主要是硫化镍，约占71.21%。矿石中，金属矿物主要有磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿等，其次是黄铁矿、辉砷镍矿、针镍矿、紫硫镍矿、硫镍钴矿等。矿石中含镍矿物种类较多，各种含镍矿物可浮性相差较大，导致浮选时间有差异，对镍的浮选回收不利。

矿石中，脉石矿物有石英、钠长石、方解石及碳酸盐矿物、绢云母及铁质矿物，还有少量岩屑。其中，碳酸盐矿物和绢云母在碎磨时易泥化，对浮选不利，进而会影响镍精矿质量。

试验所用试剂均为市售分析纯试剂。

2 试验结果与讨论

2.1 矿石浮选

2.1.1 磨矿细度对矿石浮选的影响

试验条件：硫酸铜用量500 g/t，丁基黄药用量100 g/t，2#油用量50 g/t。磨矿细度对矿石浮选的影响试验结果如图1所示。

图1 磨矿细度对矿石浮选的影响

由图1看出：随磨矿细度增大，镍精矿品位逐渐下降，镍回收率先增大后降低；磨矿细度为-74 μm占75%时，精矿镍品位为11.42%，镍回收率最大为51.83%。粗选主要考虑镍回收率，所以，确定磨矿细度以-74 μm占75%为宜。

2.1.2 活化剂种类对矿石浮选的影响

试验条件：磨矿细度-74 μm占75%，丁基黄药用量100 g/t，2#油用量50 g/t，活化剂用量各为500 g/t。活化剂种类对矿石浮选的影响试验结果见表3。

表3 活化剂种类对矿石浮选的影响

由表3看出：不加活化剂时，镍精矿镍品位为13.11%，镍回收率仅为48.44%；加入硫酸铜作活化剂时，镍回收率最大为51.83%，镍精矿镍品位为11.42%。粗选主要考虑镍精矿回收率，所以，试验确定以硫酸铜作活化剂。

试验条件不变，用硫酸铜作活化剂，硫酸铜用量对矿石浮选的影响试验结果如图2所示。

图2 硫酸铜用量对矿石浮选的影响

由图2看出：随硫酸铜用量增加，精矿镍品位下降，镍回收率先增大后减小；硫酸铜用量为200 g/t时，镍品位为12.4%，回收率为50.0%；硫酸铜用量为500 g/t时，镍品位为11.4%，镍回收率为51.8%。综合考虑，确定硫酸铜用量以200 g/t为宜。

2.1.3 捕收剂种类及用量对矿石浮选的影响

国内外常用的镍捕收剂是黄药类，试验对比了戊基黄药与丁基黄药的捕收效果。试验条件：磨矿细度-74 μm占75%，硫酸铜用量200 g/t，2#油用量50 g/t。捕收剂种类及用量对矿石浮选的影响试验结果见表4。

表4 捕收剂种类及用量对矿石浮选的影响

由表4看出：捕收剂戊基黄药和丁基黄药用量相同时，精矿镍品位和回收率相差不大；但用戊基黄药时，镍回收率略高。这是因为黄药类捕收剂的烃链较长，其捕收能力较大，但选择性较低。综合考虑镍品位及回收率，选用戊基黄药作捕收剂，用量以150 g/t为宜。

2.1.4 一次粗选尾矿再磨试验

由于矿石中含镍矿物粒度不均匀，需要多级磨矿来提高镍回收率，因此，对一次粗选尾矿进行再磨及分选，试验结果见表5。

表5 一次粗选尾矿再磨—分选试验结果

由表5看出：一次尾矿再磨至-74 μm占73.56%时，所得精矿镍品位为13.74%，镍回收率为48.96%；一次尾矿再磨至-74 μm占81.44%时，镍回收率仅提高1.04%；随磨矿细度进一步增大，镍回收率有所降低。

2.2 尾矿浸出

浮选尾矿中镍质量分数为0.74%，其中部分镍属于硫酸镍和硅酸镍,用硫酸浸出[6-7]。

2.2.1 硫酸质量浓度对镍浸出率的影响

试验条件：液固体积质量比5∶1，浸出温度90 ℃，浸出时间2 h。硫酸质量浓度对镍浸出率的影响试验结果见表6。

表6 硫酸质量浓度对镍浸出率的影响

由表6看出，镍浸出率随硫酸质量浓度增大而提高：硫酸质量浓度为80 g/L时，镍浸出率为82.43%；硫酸质量浓度为120 g/L时，镍浸出率为95.14%；再提高硫酸质量浓度，镍浸出率变化不大。综合考虑，确定硫酸质量浓度以120 g/L为最佳。

2.2.2 浸出温度对镍浸出率的影响

试验条件：液固体积质量比5∶1，硫酸质量浓度120 g/L，浸出时间2 h。浸出温度对镍浸出率的影响试验结果见表7。

表7 浸出温度对镍浸出率的影响

由表7看出，镍浸出率随温度升高变化不大：不加温时，镍浸出率为93.51%；加温至90 ℃时，镍浸出率为95.14%，仅提高1.63%。因此，试验可在常温下进行。

2.2.3 浸出时间对镍浸出率的影响

试验条件：液固体积质量比5∶1，硫酸质量浓度120 g/L，常温下浸出。浸出时间对镍浸出率的影响试验结果见表8。

表8 浸出时间对镍浸出率的影响

由表8看出，镍浸出率随浸出时间延长而提高：浸出30 min时，镍浸出率为85.14%；浸出60 min时，镍浸出率为92.57%；继续延长浸出时间，镍浸出率变化不大。综合考虑，确定浸出时间以60 min为最佳。

2.3 浮选闭路试验及浮选尾矿酸浸试验

在条件试验基础上，采用三粗—三扫工艺进行闭路浮选试验。浮选尾矿自然沉降抽取上清液后进行硫酸浸出试验，浮选所得镍精矿产品质量分析结果见表9。

表9 镍精矿产品质量分析结果 %

由表9看出，采用三粗—三扫浮选流程，所得精矿中镍品位为6.55%。经计算得出，镍回收率为69.92%，浮选尾矿用硫酸浸出，镍浸出率为92.57%，镍总回收率为97.77%。

3 结论

镍矿石所含金属矿物主要为镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等，其次为辉砷镍矿、针镍矿、紫硫镍矿、硫镍钴矿等，含镍矿物种类较多，而各种含镍矿物可浮性相差很大，难于分选。采用浮选—浸出联合工艺回收镍，镍总回收率达97.77%，效果较好。该工艺可用于从低品位镍矿石中回收镍。

[1] 毛素荣,杨晓军,何剑,等.云南某红土镍矿酸浸试验研究[J].矿产综合利用,2015(1):39-40.

[2] 刘明宝,段理祎,高莹,等.我国镍矿资源现状及利用技术研究[J].中国矿业,2011,20(11):98-102.

[3] 王潇.某低品位铜镍矿选矿试验研究[J].广东化工,2012,39(5):60-62.

[4] 班丽瑛，黄海静，黄海露.某难选银铅锌多金属矿石选矿试验研究[J].湿法冶金，2014,33(2)：97-100.

[5] 王宇斌,彭祥玉,张小波,等.从某高镁铁贫红土镍矿中酸浸富集镍试验[J].矿产保护与利用,2015(4):43-47.

[6] 张建飞,刘晨，牟邦，等.钼镍矿强化浸出试验研究[J].湿法冶金,2015，34(3):190-192.

[7] 陈晓鸣，张昱，王春梅，等.用硫酸从青海含铜红土型硅酸镍矿石浸出镍、铜试验研究[J].湿法冶金，2014,33(5)：347-357.

Experimental Study on Rcovery of Nickel From Some Arsenic Refractory Nickel Ore

PENG Xiangyu,WANG Yubin,ZHANG Xiaobo,LI Shuai

(CollegeofMaterialsandMineralResources,Xi′anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi′anShaanxi710055,China)

Recovery of nickel from a certain nickel ore by flotation-leaching process was studied.The results show that the concentrate with Ni grade of 6.55% and Ni recovery of 69.92% can be achieved by flotation.The nickel of 92.57% in the flotation tailings is leached at the sulfuric acid concentration of 120 g/L,room temperature,liquid-to-solid ratio of 5∶1 and leaching time of 60 min.The total recovery of nickel is 97.77% by the flotation-leaching process，the index is very good.The results will be of significance to recovery nickel from low grade ore.

refractory nickel ore；flotation;leaching；nickel

2016-09-12

陕西省科技厅项目(2014SJ-04)。

彭祥玉(1992-)，女，新疆伊宁人，硕士研究生，主要研究方向为矿物综合利用。

王宇斌(1972-)，男，河南偃师人，博士，副教授，主要研究方向为矿物综合利用。E-mail:wangyubin1972@sohu.com。

TD923;TF815

A

1009-2617(2017)03-0175-04

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.03.002